虚拟仿真技术和机器人学结合的复杂多刚体对象智能交互研究

结合虚拟仿真技术和机器人科学,研究虚拟场景中复杂多刚体对象的智能交互实现方法和软件解决方案.提出基于Solidworks、3DS Max建模阶段和EON Professional性能优化阶段的模型优化方法以及应用机器人运动学D-H(Denavit-Hartenberg)模型实现复杂多刚体对象的运动学建模;给出可行的软件解决方案,从而定义了多种软件之间相互通信的接口方式,并以虚拟施工场景中复杂多刚体对象虚拟塔吊为例,实现了虚拟塔吊的智能交互仿真.软件开发实践表明:所提出的方法、方案是可行的,达到具备良好智能特性的交互仿真,可以推广至虚拟场景的开发.     

基于改进交互影响指标的多FACTS间交互影响分析

 随着柔性交流输电(FACTS)技术理论和工程应用的逐渐深化与推广,FACTS装置大幅度提高线路的功率传输水平、提高电力系统稳定性的能力逐渐得到体现。然而,随着FACTS装置应用数量的不断增多,FACTS装置间的交互影响问题日益突出, 规范形方法为研究电力系统嵌入多FACTS装置的动态特性提供了一种解决方案。然而如何确定系统危险运行方式及该方式下对FACTS装置间交互影响的程度,成为研究FACTS装置间交互影响问题中的关键环节之一。由于系统运行状态空间庞大,搜索不同运行状态下的FACTS装置间交互影响信息成为限制计算速度和计算效率的关键因素。本文针对高阶规范形方法计算FACTS装置间交互影响时危险运行方式确定的问题,提出一种改进的交互影响衡量指标,该指标能够将FACTS装置间的交互影响程度分析与危险运行方式确定同时计及,且在计算过程中引入了电磁暂态仿真手段,以辅助验证所提方法的效果。以静止无功补偿器(SVC)和可控串联补偿器(TCSC)为例,应用IEEE 9节点系统进行算例分析,验证了该方法的可行性。     

基于元胞自动机的人车交互行为数值模拟方法研究

为提高在复杂人车交互场景下人车混流疏散模拟合理性,对该类场景下安全设计及高效运营提供可靠技术支持.本文基于元胞自动机模型构建开发考虑行人绕行障碍物,车辆行进中避让行人,以及车辆停启对行人过道判断影响等因素的人车混流交互模型.利用该方法对西安某典型商业地下停车场进行仿真模拟,研究在该场景下的微观人车交互行为与疏散时间及疏散过程中的安全事故的关系.结果表明,本文构建的模拟方法将行人与车辆分别设定独立行为规则并进行非线性耦合模拟,更符合现实场景;通过场景模拟结果可得,在车道承载能力范围内,车道内车辆与停车位交互的影响是对人车混流过程中产生延误和危险情况的主要因素.     

基于多智能体深度强化学习的空间众包任务分配

针对现有空间众包中的任务分配大多只考虑单边、 短期利益和单一场景的问题, 提出一种基于多智能体深度强化学习的空间众包任务分配算法. 首先定义一种新的空间众包场景, 其中工人可以自由选择是否与他人合作； 然后设计基于注意力机制和A2C(advantage actor-critic)方法的多智能体深度强化学习模型进行新场景下的任务分配； 最后进行仿真实验, 并将该算法与其他最新的任务分配算法进行性能对比. 仿真实验结果表明, 该算法能同时实现最高的任务完成率和工人收益率, 证明了该算法的有效性和鲁棒性.     

塔吊防互撞系统

通过对塔吊的结构的分析，以及对塔吊操作方式进行实地的考察，并对各种处理技术的可行性进行研究后，选择了PLC作为处理数据的中介，利用编程软件（如VC，VB等）来编写塔吊群实时运行的可视化的操作界面，并对塔吊群的各种危险状况进行报警。     

基于BIFS的场景更新应用研究

文章介绍了基于MPEG-4 BIFS的交互场景的实现机制,与VRML交互场景进行了比较,分析了基于BIFS的场景构成,并具体构造了一个动态文本显示的场景描述。由于基于MPEG-4标准的视频、音频信息编码效率高,并提供了丰富的交互功能,使其特别适合于视频聊天、网络会议、视频监控和视频交互游戏等领域。     

一种基于NuSMV模型检测的服务组合编制方法

给出了基于模型检测服务组合方法,该方法形式化定义Web服务以及服务组合模型,使用计算树逻辑描述服务组合模型交互的控制流程,使用符号模型检测工具NuSMV自动检测服务组合模型的总体目标与服务交互的正确性。并通过一个具体案例验证了该服务组合编制方法的正确性和可行性,成功生成一个服务编制器。该方法可以有效缓解服务组合过程中状态爆炸问题,从而降低企业的开发成本及风险。     

面向三维场景造型的徒手手势交互方法

针对手势交互在场景造型应用中的问题,从3个层面分析并提出解决思路,意图建立一种面向三维场景造型的徒手手势交互方法.首先,在宏观上基于用户活动和系统任务,构造面向场景造型的手势交互框架;其次,在中观上提出完整实用的手势集构造方法,并用此方法为本文系统设计手势集;再次,在微观上针对场景造型中手势识别的"米达斯"接触问题,从时间、空间、手势辅助3方面提出优化方法;最后,通过实验验证了所提出方法的可用性并总结了未来的研究方向.      

基于OSG场景图的游戏界面设计与实现

游戏界面设计是对与游戏用户具有交互功能的视觉元素进行规划设计的活动.目前存在一些应用框架对游戏界面进行设计的技术,但它们都存在着与三维游戏场景接口不一致、设计复杂、不易扩展和维护等缺陷.因此,提出了基于图形引擎OSG场景图的游戏界面设计方法.该方法不仅易于扩展和维护,而且可以与同样是基于图形引擎渲染的三维游戏场景无缝融合.     

基于虚拟现实技术的油田钻井系统仿真研究

探讨了基于虚拟现实技术实现钻井生产过程三维模拟仿真的理论与技术方法。采用三角网格优化算法解决场景中模型复杂度高、交互运行速度缓慢的问题。采用法线贴图代替平面贴图的方法,减小模型容量。应用V irtools软件进行交互设计,实现按照操作者的需要动态展示生产过程。整个系统操作简单,模拟效果逼真,运行速度快,满足实际培训需要。     

基于感性工学的服务场景设计方法

服务场景是服务产品的重要组成部分,对顾客的消费体验有显著的影响.提出了一种基于感性工学的服务场景设计方法,利用该方法可以获得消费者的感性需求与服务场景设计要素之间的关系、探索最佳的服务场景设计要素组合.以服务管理中的等候场景设计为例,探讨了等候场景的感性词汇空间和场景设计空间的建立、基于感性词汇的场景样本评价、感性词汇与场景设计要素关系的分析等关于等候场景设计的具体问题,证实了所提出方法的合理性和有效性.     

基于Attention机制的CNN-LSTM驾驶人意图识别方法研究

在自动驾驶系统中，系统需要准确识别驾驶人的意图，来帮助驾驶人在复杂的交通场景中安全驾驶。针对目前驾驶人意图识别准确率低，没有考虑优化特征对模型准确率影响的问题，运用深度学习知识，提出了一种基于时间序列模型的驾驶人意图识别方法。该方法基于Attention机制融合了卷积神经网络(convolutional neural networks, CNN)和长短时记忆网络(long short-term memory network,LSTM),引入车辆自身信息和环境信息作为时空输入来捕捉周围车辆的空间交互和时间演化。该方法可同时预测目标车辆驾驶人横向驾驶意图和纵向驾驶意图，并在实际道路数据集NGSIM(next generation simulation)上进行了训练和验证。实验结果表明，所提出的CNN-LSTM-Attention模型能够准确预测高速公路环境下驾驶人的驾驶意图，与LSTM模型和CNN-LSTM模型相比具有明显的优势，为自动驾驶系统的安全运行提供了有效保障。     

基于鼠标跟踪的三维交互机制的研究

目的实现三维场景中符合自然习惯的六自由度的三维交互方式。方法在三维场景中建立一个和物理鼠标运动保持一致的3D鼠标(三维模型),3D鼠标在地图空间和视景体之内可以沿各个方向自由运动,超出时进行越界处理,以OpenGL的拾取机制为基础研究新的适用于3D鼠标的拾取方法。结果设计了一种基于鼠标跟踪的三维交互机制,描述了该机制的详细设计策略及原理,提出了3D鼠标运动、越界检测、拾取的有效算法,通过模拟实验实现了融于三维场景的真正意义上的3D鼠标。结论该3D鼠标操作逼真,能够在三维场景中自由运动、有效地进行越界检测以及精确地拾取三维场景中的物体,理论和实践证明该设计机制是可行的。     

基于危险系数的施工工人不安全行为评估

施工现场不安全行为的管控措施呈现静态、局部、标准化等特征,较难适用于动态变化的各类现场不安全行为的管控,因此有必要建立更好的方法来评估施工现场不安全行为,从而有针对性地采取管控措施。该文提出了基于危险系数的施工现场工人不安全行为评估方法,即依据"事故-场景"对不安全行为进行逐层分类后,采用不安全行为发生的频繁程度、不安全行为引起各类事故的可能性以及各类事故后果的严重程度来构建不安全行为的危险系数,以对工人的不安全行为进行持续评估,并根据评估结果对行为进行危险程度分级与管控资源配置。实际案例应用表明:该评估方法能够提高不安全行为管控的有效性与针对性,进而提高施工现场的安全水平。     

自适应跑步机多运动模式人机交互技术

自适应跑步机是虚拟现实(virtual reality,VR)环境中用于人机交互的重要设备，实现该设备在VR环境下的多运动模式交互是丰富其应用场景的关键。该文构建了一种基于自适应跑步机的多运动模式交互控制架构，该架构包括感知层和控制层，感知层基于足底压力鞋垫实现高泛化性能的人体运动模式识别；控制层依据人体稳定性条件对不同运动模式(站立、行走、倒退、奔跑和跳跃)下的控制策略进行切换。该架构自动将运动模式识别结果与跑步机运动控制相结合，实现了多运动模式人机交互控制。实验结果表明：分层控制方法能够实现稳定、平滑的多运动模式人机交互，保证用户在交互过程中步态自然、姿态稳定，满足自适应跑步机的人机交互需求。     

基于图像视觉的非接触式液位自动检测系统

由于环境、精度及维护成本高等因素,液位自动检测方法不能满足日益发展的工业环境测量要求。针对该特定应用设计出一套基于图像视觉的非接触式液位自动检测系统。系统基于计算机图像视觉方法,为液位自动检测提供新的思路。特点是测量精度高、适应能力强、维护方便、成本低、运行安全可靠,能实时检测罐体中的液位。     

一种虚拟现实交互的记录方法

为再现虚拟现实场景中的事件和交互,需要建立有效和规范的记录方法。文章研究了应用MPEG-4国际标准记录虚拟现实交互的记录方法,提出了基于MPEG-4的虚拟现实交互环境记录的实现框架,并分析了具体的实现流程,探讨了协同操作与基于JAVA平台实现的研究方向。     

支持分布式工作流数据交互一致性的中间件

为解决支持分布式工作流数据交互语义一致性的数据复制方法具有较高空间复杂度的问题,在统一信息资源平台的基础上,提出保证运行环境中工作流应用数据交互一致性的中间件,给出基于通用语言XML的从业务模型到中间件和从中间件到工作流模型的数据一致性映射方法.该系统被应用于实际,以验证有效性.实验结果表明: 该方法将数据交互的复杂度由O(n2)降低为O(n).利于工作流数据挖掘与分析,方便数据的管理与维护.     

基于CPLD与USB接口的瞬态信号采集系统的设计

介绍了基于CPLD与USB接口的空间瞬态光辐射信号采集系统,给出了该采集系统的硬件组成原理及软件设计方法。其中,对空间瞬态光辐射信号的检测和采样方法以及USB接口电路作了较为详细的介绍。采用这种设计的采集系统应用于空间瞬态光辐射信号探测系统中,极大地提高了空间瞬态光辐射信号探测系统在自动检测和录取、数据传输和小型化等方面的性能。     

塔吊使用阶段安全风险分析与贝叶斯建模

塔吊使用阶段的施工安全生产事故多发,研究塔吊使用阶段的安全致险机理及安全风险评价具有重要意义。通过分析塔吊使用阶段的事故特征和安全致险机理,识别了安全影响因素、关键事件、事故等事故场景要素;梳理了要素间的因果关系。在此基础上,引入贝叶斯建模方法构建塔吊使用阶段的安全风险评价模型,确定了网络拓扑结构和条件概率表;采用模糊数学方法获取根节点的先验概率,实现了塔吊使用阶段安全风险的量化评价。最后,通过敏感性分析识别了塔吊使用阶段的四个关键安全影响因素。